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GH4169合金是一种镍基沉淀强化型合金,具有优异的高温强度、抗腐蚀性能、抗氧化性以及良好的焊接性等综合性能在航空航天领域有着广泛的应用。合金由γ基体相、γ″、γ′和δ强化相以及NbC颗粒组成。NbC相是GH4169合金主要碳化物,获得细小弥散的NbC有助于提高合金的强度和蠕变等机械性能。但在GH4169合金闪光焊接中发现焊接热影响区中出现粗大的NbC降低了焊件的拉伸性性能,闪光焊接焊缝的形成是在闪光后从焊接端面到两端形成合适的温度场,随后顶锻变形,在界面上发生动态再结晶形成焊缝,研究发现由于焊接温度与变形从焊缝到基体呈梯度分布,其NbC颗粒的尺寸、形貌、数量也具有规律分布的特征。通过热变形模拟的办法,研究焊接试样上不同区域的温度与变形对NbC变形的影响关系,由此获得通过对焊接顶锻变形参数的优化,实现对焊缝及热影响区NbC尺寸、形貌、数量进行控制的技术方案,满足高性能GH4169闪光焊接件制造需要。(1)利用热模拟实验模拟闪光焊接过程,采用OM、SEM、TEM等技术手段研究了热变形对NbC颗粒变化的影响规律。发现随着变形量增加NbC颗粒发生破碎和局部回溶,颗粒的尺寸和体积分数相应的减小。变形的绝热效应导致金属内部温度进一步升高,为变形过程中NbC颗粒的回溶提供条件。随变形量的增加NbC颗粒的平均间距迅速上升,NbC颗粒随变形量增加有从链状→链条弯曲→链条方向改变→弥散分布的分布特征。(2)针对GH4169闪光焊接过程,通过带熔合界面试样的热模拟实验,开展热变形对焊缝特征组织形成特点进行研究。基于动态材料模型的绘制了带熔合界面的GH4169合金的热加工图,结合热加工图和组织的变化表明在应变速率为0.1 s-1,温度1050℃的区域是界面,有利于形成闪光焊接焊缝特征组织。对热变形后,熔合界面到两端的NbC颗粒分布和尺寸观察,NbC颗粒由弥散分布逐渐转为条带状分布,NbC平均尺寸有先上升后下降的趋势。(3)根据热变形对NbC颗粒和组织的研究,进行了GH4169闪光焊接顶段参数优化,在设定闪光参数所形成的梯度温度场条件下,通过提高顶锻行程,增加焊缝处的变形量以及促进焊缝在较低的温度下完成动态再结晶,有效抑制了热影响区中粗大NbC的析出,拉伸性性能明显提高,指标几乎与原母材性能一致,原焊接试样拉伸断口上细小弥散的韧窝由大而深的韧窝所替代。